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接口技术-串行接口,,串行接口-RS232C,串行数据的格式 异步串行数据的一般格式是：起始位+数据位+停止位，其中起始位1 位，数据位可以是5、6、7、8位，停止位可以是1、1.5、2位 起始位是一个值为0的位，所以对于正逻辑的TTL电平，起始位是一位时间的低电平；停止位是值为1的位，所以对于正逻辑的TTL电平，停止位是高电平线路路空闲或者数据传输结束，对于正逻辑的TTL电平，线路总是1对于16进制数据55aaH，当采用8位数据位、1位停止位传输时，它在信号线上的波形如图1(TTL电平)和图2(RS-232电平)所示 （先传第一个字节55，再传第二个字节aa，每个字节都是从低位向高位逐位传输）,串行通信-数据帧,,计算机上的RS232接口信号,字符格式： （1）信息的状态：mark、 space其中“mark”译为“标号”，对应逻辑“1”状态在发送器空闲时，数据线应保持在mark状态；“space”译为“空格”，对应逻辑“0”状态 （2）起始位发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送起始位使数据线处于“space”状态 （3）数据位起始位之后就传送数据位在数据位中，低位在前（左），高位在后（右）。

由于字符编码方式的不同，数据位可以是5、6、7或8位 （4）奇偶校验位用于对字符传送作正确性检查，因此奇偶校验位是可选择的，共有3种可能，即奇校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定 （5）停止位停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对应于mark状态停止位可能是1、1.5或2位，在实际应用中根据需要确定串行通信的传输速率,1. 波特率：是指在串行通信中，在基本波传输的情况下，每秒钟传送的二进制脉冲的数目 用波特率表示：即1波特=bit/s （位/秒） 常用的标准波特率：110，300，1k，1.2k，2.4k，4.8k， 9.6k，19.2k，28.4k,56k，115.2k,,2.字符速率：是指每秒所传输的字符数，这个概念使用少字符速率与波特率的关系：1个字符：1个起始位+8个数据位+1个偶数位+2个终止位=12位如果波特率：12000 则字符速率：12000/12=1000字符/s,串口通信-通信协议,通信双方的一种约定，包括对数据格式、同步方式，传送速度、传送步骤、检纠错方式等问题作出统一规定也称通信控制规程串口波特率测量,第一个字节的10位(1位起始位，8位数据位和1位停止位)共占约1.05ms，这样可计算出其波特率约为： 10bit / 1.05ms X 1000 ≈ 9600 bit/s,,,,,T=1/9600=104 μs,RS232的物理实现,2线：单工，只收/发 3线：双工，同时收发 MCU、DSP 标准接口之一 用户仅需要软件编程配置内部寄存器，即可实现通信,A,B,,,,TX,RX,RX,TX,GND,,Sim-Plex,Full-duplex,Half-duplex,,专用的UART-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置 常用型号：16C550 参考数据手册,,FPGA实现,时钟发生器 16Xfbps,数据输入BUFFER,数据输出BUFFER,校验模块,发送模块,接收模块,,RD,,RX_RDY,,WR,,TX_RDY,,,串口通信-数据的安全传输,信息的检错与纠错串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误 码是难免的，这直接影响通信系统的可靠性，对通信中的检/纠错能力是衡是一个通信系统的重要内容。

检错：如何发现传输中的错误，称为检错纠错：如何消除错误，称为纠错 常用的检错技术：奇偶校验检错：每个字符中的1和校验检错/ 循环冗余码（CRC）检错,,奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验采用何种校验是事先规定好的通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性循环冗余校验码（CRC）的基本原理是：在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又叫（N，K）码对于一个给定的（N，K）码，可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)根据G(x)可以生成K位信息的校验码，而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式 校验码的具体生成过程为：假设发送信息用信息多项式C(X)表示，将C(x)左移R位，则可表示成C(x)*2的R次方，这样C(x)的右边就会空出R位，这就是校验码的位置通过C(x)*2的R次方除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码CRC码的生成步骤1、将x的最高幂次为R的生成多项式G(x)转换成对应的R+1位二进制数。

2、将信息码左移R位，相当与对应的信息多项式C(x)*2的R次方3、用生成多项式（二进制数）对信息码做除，得到R位的余数4、将余数拼到信息码左移后空出的位置，得到完整的CRC码纠错码(error correcting code)，在传输过程中发生错误后能在收端自行发现或纠正的码仅用来发现错误的码一般常称为检错码为使一种码具有检错或纠错能力，须对原码字增加多余的码元，以扩大码字之间的差别 ，即把原码字按某种规则变成有一定剩余度的码字，并使每个码字的码之间有一定的关系关系的建立称为编码码字到达收端后，可以根据编码规则是否满足以判定有无错误当不能满足时，按一定规则确定错误所在位置并予以纠正纠错并恢复原码字的过程称为译码检错码与其他手段结合使用，可以纠错常用的纠错码 汉明码： 分组码：是对信源待发的信息序列进行分组（每组K位）编码，它的校验位仅同本组的信息位有关自20世纪50年代分组码的理论获得发展以来，分组码在数字通信和数据存储系统中已被广泛应用 卷积码：不对信息序列进行分组编码，它的校验元不仅与当前的信息元有关，而且同以前有限时间段上的信息元有关卷积码在编码方法上尚未找到像分组码那样有效的数学工具和系统的理论。

但在译码方面，不论在理论上还是实用上都超过了分组码，因而在差错控制和数据压缩系统中得到广泛应用作业,查阅资料，认识51单片机的串口控制寄存器，并利用C51进行编程，实现一个9600bps的数据收发，数据格式：1+8+1+1可以使用中断或者查询方式 利用单片机实现对16C550的控制，码率=1MBPS,请给出流程图，并利用C51实现 利用VHDL语言实现一个9600bps的串口接收模块，设输入到FPGA的时钟频率=9.8304MHz。